Proces odlévání kovů

Odlévání je jednou z prvních metod tváření kovů, které lidé znají. Obecně to znamená nalévat roztavený kov do žáruvzdorné formy s dutinou tvaru, který má být vyroben, a nechat ho ztuhnout. Když
ztuhne se požadovaný kovový předmět vyjme ze žáruvzdorné formy buď rozbitím formy, nebo rozložením formy. Ztuhlý objekt se nazývá casting. Tento proces se také nazývá založení

1. Historie procesu lití
Proces odlévání byl pravděpodobně objeven kolem roku 3500 před naším letopočtem v Mezopotámii. V mnoha částech světa se během tohoto období měděné sekery a jiné ploché předměty vyráběly v otevřených formách z kamene nebo pečených
jíl. Tyto formy byly v podstatě z jednoho kusu. Ale v pozdějších obdobích, kdy bylo nutné vyrobit kulaté předměty, byly tyto formy rozděleny na dvě nebo více částí, aby se usnadnilo vyjmutí kulatých předmětů
Doba bronzová (c 2000 př. N. L.) Přinesla do procesu odlévání mnohem více vylepšení. Možná poprvé bylo vynalezeno jádro pro výrobu dutých kapes v objektech. Tato jádra byla vyrobena z vypálené hlíny.
Proces výroby citronu nebo ztraceného vosku byl také značně používán k výrobě ozdob a jemné práce.

Technologie odlévání byla Číňany výrazně vylepšena přibližně od roku 1500 před naším letopočtem. Před tím nebyly v Číně nalezeny žádné důkazy o žádné licí činnosti. Nezdá se, že by byli skvělí
seznámili se s procesem výroby peria, ani jej příliš nepoužívali, ale místo toho se specializovali na vícedílné formy pro výrobu velmi složitých prací. Strávili spoustu času zdokonalováním formy do posledního detailu, takže to bylo těžké
na odlitku z forem byly vyžadovány jakékoli dokončovací práce. Pravděpodobně vyráběli kusové formy obsahující pečlivě namontované kusy, čítající třicet a více. Ve skutečnosti bylo mnoho takových forem objeveno
nutí archeologické vykopávky v různých částech Číny.

Civilizace Indus Valley je také známá pro své rozsáhlé použití odlévání mědi a bronzu pro ozdoby, zbraně, nástroje a náčiní. V technologii však nedošlo k velkému zlepšení. Z vari
Ous objekty a figurky, které byly vykopány z míst údolí Indu, vypadají, že byly obeznámeny se všemi známými metodami odlévání, jako je otevřená forma, kusová forma a proces výroby peria

Ačkoli Indii bylo možné připsat vynález kelímkové oceli, nebylo v Indii patrné mnoho železných základů. Existují důkazy, že zakládání železa začalo kolem roku 1000 př. N.l. v Sýrii a Persii. Zdá se
že technologie odlévání železa v Indii byla používána od dob invaze Alexandra Velikého, kolem roku 300 př. n.l.

Slavný železný sloup, který se v současné době nachází poblíž minarku Qutb v Dillí, je příkladem metalurgických dovedností starověkých indiánů. Je dlouhý 7,2 ma je vyroben z čisté tvárné litiny. Předpokládá se, že jde o
období Chandragupty II. (375–413 n. l.) dynastie Gupta. Míra rezivění tohoto pilíře, který stojí venku pod širým nebem, je prakticky nulová a dokonce i zasypaná část reziví extrémně nízkou rychlostí. Tento
muselo být nejprve odlito a poté zatlučeno do finálního tvaru.

2. Výhody a omezení
Proces odlévání se ve výrobě hojně používá kvůli mnoha výhodám. Roztavený materiál proudí do jakékoli malé části v dutině formy a jako takový do jakéhokoli složitého tvaru - vnitřního
nebo externí - lze provést procesem odlévání. Je možné odlévat prakticky jakýkoli materiál, ať už železný nebo neželezný. Dále jsou potřebné nástroje potřebné k odlévání forem velmi jednoduché a
levný. Výsledkem je, že pro zkušební výrobu nebo výrobu malé dávky je to ideální metoda. V procesu odlévání je možné umístit množství materiálu tam, kde je přesně požadováno. Jako výsledek
lze dosáhnout snížení hmotnosti v designu. Odlitky jsou obecně chlazeny rovnoměrně ze všech stran, a proto se od nich očekává, že nebudou mít žádné směrové vlastnosti. Existují určité kovy a přidělené
které lze zpracovat pouze odléváním, a nikoli jakýmkoli jiným procesem, jako je kování, z metalurgických důvodů. Lze vyrobit odlitky jakékoli velikosti a hmotnosti, dokonce až 200 tun.

Přesnost rozměrů a povrchová úprava dosažená běžným procesem lití do písku by však v mnoha případech nebyla pro konečné použití dostatečná. Abychom vzali tyto případy v úvahu, nějaký speciální castin
byly vyvinuty procesy jako lití pod tlakem, jejichž podrobnosti jsou uvedeny v dalších kapitolách. Proces lití do písku je do určité míry také náročný na práci, a proto je zaměřeno na mnoho vylepšení,
jako je strojní formování a slévárenská mechanizace. U některých materiálů je často obtížné odstranit vady vznikající z vlhkosti přítomné v pískových odlitcích

3. Podmínky castingu
V následujících kapitolách budou vidět podrobnosti odlévání do písku, což představuje základní postup odlévání. Než se pustíme do podrobností procesu, bude třeba definovat několik slov obsazení slovníku
odpovídající.

Baňka - formovací baňka je ta, která drží pískovou formu neporušenou. V závislosti na poloze baňky ve struktuře formy je označována různými jmény, jako je drag, cope a cheek. Je vyroben ze dřeva
pro dočasné použití nebo obecně pro dlouhodobé použití z kovu.
Drag - Dolní formovací baňka
Cope - horní formovací baňka
Cheek - vložená formovací baňka používaná při třídílném formování.
Vzor - Vzor je replikou konečného objektu, který má být proveden s některými úpravami. Dutina formy je vyrobena pomocí vzoru.
Dělící čára - Jedná se o dělící čáru mezi dvěma formovacími baňkami, které tvoří pískovou formu. V rozděleném vzoru je to také dělicí čára mezi dvěma polovinami vzoru
Spodní deska - Jedná se o desku obvykle vyrobenou ze dřeva, která se používá na začátku výroby formy. Vzor se nejdříve udrží na spodní desce, posype se na něj písek a potom se pěchování provádí tažením
Obkladový písek - malé množství uhlíkatého materiálu sypané na vnitřní povrch formovací dutiny, aby se dosáhlo lepší povrchové úpravy odlitků
Formovací písek - Jedná se o čerstvě připravený žáruvzdorný materiál používaný k výrobě dutiny formy. Je to směs křemičitého jílu a vlhkosti ve vhodných poměrech k dosažení požadovaných výsledků a obklopuje
vzor při výrobě formy.
Podkladový písek - to je to, co tvoří většinu žáruvzdorného materiálu nacházejícího se ve formě. Ten je tvořen použitým a spáleným pískem.
Jádro - Používá se k výrobě dutých dutin v odlitcích.
Nalévací pánev - Malá nálevkovitá dutina v horní části formy, do které se nalévá roztavený kov.
Spure - Průchod, kterým se roztavený kov z licí pánve dostává do dutiny formy. V mnoha případech řídí tok kovu do formy.
Runner - Průchody v dělící rovině, kterými je tok roztaveného kovu regulován, než se dostanou do dutiny formy.
Brána - Skutečný vstupní bod, kterým roztavený kov vstupuje do dutiny formy.

Chaplet - Chaplety se používají k podepření jader uvnitř dutiny formy, aby se postaraly o vlastní váhu a překonaly metalostatické síly.
Chlad - Chlad je kovový předmět, který je umístěn do formy za účelem zvýšení rychlosti chlazení odlitků, aby byla zajištěna rovnoměrná nebo požadovaná rychlost chlazení.
Stoupačka - je to zásobník roztaveného kovu, který je součástí odlitku, takže horký kov může proudit zpět do dutiny formy, když dojde ke zmenšení objemu kovu v důsledku tuhnutí

4. Postup výroby pískové formy
Postup výroby typické pískové formy je popsán v následujících krocích

Nejprve se spodní deska položí buď na formovací plošinu, nebo na podlahu, aby byl povrch rovnoměrný. Baňka pro formování tažením je udržována na spodní desce vzhůru nohama spolu s částí tažení
vzor ve středu baňky na desce. Mezi vzorkem a stěnami baňky by měla být dostatečná vůle, která by měla být řádově 50 až 100 mm. Posypeme suchý obkladový písek
deska a vzor poskytují nepřilnavou vrstvu. Čerstvě připravený formovací písek požadované kvality se nyní nalije do drapáku a na vzor do tloušťky 30 až 50 mm. Zbytek tažné baňky je
zcela naplněn záložním pískem a rovnoměrně vrazil, aby písek zhutnil. Narážení písku by mělo být prováděno správně, aby nedošlo k jeho přílišnému zhutnění, což ztěžuje únik plynů,
ani příliš volné, aby forma neměla dostatečnou pevnost. Po ukončení pěchování je přebytečný písek v baňce zcela seškrábán pomocí ploché tyče na úroveň okrajů baňky.

Nyní se pomocí odvzdušňovacího drátu, kterým je drát o průměru 1 až 2 mm se špičatým koncem, vytvářejí odvzdušňovací otvory v tahu do celé hloubky baňky i do vzoru, který usnadňuje odstraňování plynů během odlévání
tuhnutí. Tím je dokončena příprava tažení.

Hotová přetahovací baňka se nyní převrátí na spodní desku a vystaví vzor, ​​jak je znázorněno na fotografii. Úhledným způsobem se opraví okraje písku kolem vzoru a položí se vrchní polovina vzoru
přetáhněte vzorek a vyrovnejte jej pomocí kolíků. Baňka na vrchu táhla je umístěna znovu pomocí kolíků. Suchý dělicí písek je sypán po celém tahu a na vzoru

Kolík vtoku pro vytvoření průchodu vtoku je umístěn v malé vzdálenosti asi 50 mm od vzoru. Na vhodném místě je také udržován stavěcí kolík a podobně připravený čerstvě připravený formovací písek
spolu s podložním pískem je posypáno. Písek je důkladně vrazen, přebytečný písek seškrábán a v krytu jako v tahu jsou vytvořeny větrací otvory.

Vtokový kolík a stoupací kolík jsou opatrně vytaženy z baňky. Později se odlévací mísa odřízne poblíž horní části vtoku. Kryt je oddělen od tahu a veškerého uvolněného písku na rozhraní cope a drag
tahu je odfouknuto pomocí měchů. Nyní jsou poloviny pláště a tažného vzoru staženy pomocí tažných hrotů a zaklepáním vzoru všude kolem, aby se mírně zvětšila dutina formy, takže
stěny formy nejsou zkaženy stahovacím vzorem. Běžce a brány jsou ve formě pečlivě vyříznuty, aniž by došlo k poškození formy. Přebytečný nebo uvolněný písek nacházející se v kolejích a dutině formy je vyfouknut
pryč pomocí měchů. Nyní se obkladový písek ve formě pasty nanáší na celou dutinu formy a vtoky, což by poskytlo hotovému odlitku dobrou povrchovou úpravu.

Jádro ze suchého písku se připravuje pomocí jádrového boxu. Po vhodném pečení se umístí do dutiny formy, jak je znázorněno na fotografii. Pohon je nahrazen brzdou, která se stará o vyrovnání dvou pomocí
kolíky. Na držadle je udržována vhodná hmotnost, aby se během lití roztaveného kovu postarala o metalostatickou sílu vzhůru. Forma je nyní, jak je znázorněno na fotografii, připravena k nalití.